Просто увеличь время цикла ШИМ и увеличь интегральную составляющую ПИД. Он будет работать так что видит при данной мощности изменения температуры идет слишком быстро и будет уменьшать мощность (пока еще не дошел до уставки более медленно) и перегрева не будет, но на уставку будет выходить дольше. (или сделай чтобы коэфф интегральный менялся в зависимости от уставки температуры) Если маленькая температура, то большой коэфф и наоборот.